本文描述的是镧钨电极的金属注射成型工艺研究实验中的脱脂与烧结。

首先，对注射后的镧钨电极生坯进行溶剂脱脂，然后再进行热脱脂和预烧结。
溶剂脱脂在正庚烷中进行，温度控制在37℃，脱脂时长为120min。热脱脂的温度曲线首先以3℃/min升温到160℃并保温30min，然后以1.5℃/min升温到320℃并保温120min，最后以2℃/min升温到500℃并保温30min。采用缓慢升温和多段保温是为了避免在热脱脂的过程中产生裂纹。
热脱脂过程中采用氢气作为保护气氛。将脱脂后的零件分别置于温度为1700℃和2100℃的条件下，高温下烧结5h，升温速率约3℃/min，烧结气氛为氢气。

溶剂脱脂指的是，溶剂不断渗透到坯块内部，把坯体内黏结剂中可溶成分溶解脱出的过程。

 

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下文主要讲的是镧钨电极的金属注射成型工艺研究实验中的粉末处理与喂料制备。

原材料：细钨粉（粒度：1微米，2微米）- 考察钨粉粒度对MIM工艺的影响；石蜡 – 高分子粘结剂（制备喂料用）

将La₂O₃[以La(NO₃)*6H₂O形式] 溶解在酒精中，添加量为1.5％；然后，再与酒精混合；将上述的混合物湿法球磨24h，然后在120℃条件下烘干8h。将干燥过的粉末经研磨和过筛处理；然后，将过筛后的粉末在600℃条件下，氢气氛围中，焙解和还原，使得La(NO₃)₃分解为La₂O₃。将Ni元素（以Ni(NO₃)₂*6H₂O形式 – 为考察元素活化烧结的效果）与La(NO₃)*6H₂O 同时掺入酒精中，等效Ni的含量为0.4％。

用石蜡 – 高分子粘结剂来制备镧钨MIM用喂料。该粘结剂的成分为：质量分数为3％的硬脂酸，16％的聚乙烯，30％的聚丙烯和51％的石蜡。用转矩流变仪确定喂料中粉末的临界装载量，辊子的转速为60r/min，混料的温度为158℃。装载量指的是金属粉末占整个喂料的体积分数。如果装载量过高，则喂料干燥，流动性差；如果装载量过低，则烧结坯收缩会很大，产品的尺寸精度比较不容易控制。1微米的钨粉的初始装载量为52％，而4微米的钨粉的初始装载量为50％，通过向捏炼腔内添加粉末使得喂料中的装载量每次以1％提升，直到转矩不稳定或迅速上升为止，这说明喂料已经达到或超过临界装载量，无法实现粘结剂和粉末均匀混合。

 

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以下主要讲的是镧钨电极的金属注射成型工艺研究实验中的镧钨电极的注射。

在Allrounder 360S Arburg 德国产的注射机对不同的装载量的喂料进行试验，鉴于注射过程的流动性，对于喂料1（采用费氏粒度1微米的钨粉制备），采用的是体积分数55％的装载量即能顺利注射，但对于采用喂料2，采用0.4微米（费氏粒度）的钨粉制备而来，它的注射流动性比较差，装载量需要降低到49％才能顺利注射。实验所开发的一种杯状的镧钨电极，该电极的长径比大，尺寸较小且具有较深的盲孔，所以要想通过机加工方法制备得到，会比较困难。该电极的注射模具有4穴，通过实验可以确定电极的注射工艺参数。

测试费氏粒度基本方法：稳流式空气透过法，指的是在空气流速和压力不变的条件下，测定平均粒度和比表面积。费氏法是一种相对的、不能精确地测定出粉末的真实粒度、仅用来控制工艺过程和产品的质量的测量方法。该方法只能精确地测量空气通过粉末堆积体时的透过率，其值的大小取决于它的孔结构。费氏粒度的测试仪器为费歇尔微粉粒度分析仪（Fisher Sub-Sive Sizer，F.S.S.S）。

 

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铈钨电极是由某公司的高级工程师发明的，她的发明于1987-1992年相继取得美国、中国、欧洲专利的产品。自从1973年投入生产以来，在国内，铈钨电极作为GTAW（钨极氩弧焊）和等离子弧焊的电极已经广泛地取代了钍钨电极。

该已有专利的铈钨电极中的氧化铈的含量为2-4％，但因为氧化铈的熔点低于氧化钍，尤其氧化铈在与钨粉在氢气氛围下烧结所生成的三氧化二铈的熔点及在电弧高温下可能产生的钨酸盐熔点更低，所以，过高的氧化铈含量对其在电弧高温下使用时的耐烧损性是不利的。之后，上灯厂的生产实践证明了氧化铈含量若是过高，则其成材率会比较低，到1998年左右，他们经过三年的反复测试，证实了1％CeO2的铈钨电极的性能优于2％CeO2的铈钨电极。



 

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